我校物理學院、光電材料與技術(shù)國家重點實驗室董建文教授研究團隊提出了二階拓撲光子晶體平板的方案/概念，并實現(xiàn)了拓撲保護拐角模式的微波近場測量。該工作以“Direct observation of corner states in second-order topological photonic crystal slabs”為題，于6月14日在Physical Review Letters在線發(fā)表。

光子晶體平板是實現(xiàn)諸如負折射、慢光、激射等新型光場調(diào)控的重要平臺。高深徑比的要求增加了介質(zhì)柱光子晶體結(jié)構(gòu)樣品制備的難度。該結(jié)構(gòu)中的類橫電和類橫磁模式串擾問題也給實驗測量帶來難度。

受湖面呈倒影這一生活現(xiàn)象的啟發(fā)，我校物理學院董建文教授研究團隊設(shè)計了以完美電導體作為襯底的新型光子晶體平板結(jié)構(gòu)，完美電導體的引入不僅通過加倍介質(zhì)柱的等效高度來降低實驗樣品制備難度，還通過抑制類橫電模式來消除模式串擾對實驗測量的影響，巧妙地克服了上述難題。

以完美電導體為襯底的新型光子晶體平板、微波近場測量掃場平臺及其實驗測量結(jié)果

基于這一新型光子晶體平板結(jié)構(gòu)，研究團隊完成了零維拐角模式的實驗驗證。零維拐角模式是二階拓撲光子晶體與拓撲平庸光子晶體形成拐角時支持的本征模式，其中由偶極極化的一維邊界態(tài)構(gòu)建的零維拐角模式因其實驗難度大還仍未被實驗證實。團隊利用高精度微波近場掃描平臺對該零維拐角模式進行了直接成像，實驗測量結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果高度吻合，提供了強有力的實驗證據(jù)。零維拐角模式為諸如高品質(zhì)因子腔模等新型光場調(diào)控提供了設(shè)計新思路，同時在增強光學非線性效應、片上激光光源和光學傳感等方面也具有潛在的應用前景。

該研究工作由董建文教授研究團隊獨立完成（中山大學為唯一署名單位），第一作者是陳曉東副教授，博士生鄧偉民和石福隆是共同第一作者。該工作得到教育部青年長江、國家優(yōu)青基金項目、國家自然科學基金青年基金、廣東省自然科學基金、廣州市科技計劃項目，以及光電材料與技術(shù)國家重點實驗室和物理學院的大力支持。

論文鏈接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.122.233902